[发明专利]一种飞行器突防轨迹优化方法及系统

权利要求书

1.一种飞行器突防轨迹优化方法，其特征在于，包括：

根据飞行器HGV的运动参数确定HGV的三维运动方程以及控制约束；所述运动参数包括：HGV的飞行高度、HGV在地面上的坐标位置、HGV的速度、HGV的速度矢量的航迹角和航向角、HGV的迎角和倾侧角、HGV的升力和阻力以及HGV的质量；所述控制约束为HGV的攻角和倾侧角速率的约束；

根据目标区域、HGV的三维运动方程、控制约束以及HGV的预期航迹角和预期航向角构建HGV的突防轨迹优化问题；

利用凸化方法将所述HGV的突防轨迹优化问题转化为二阶锥规划问题；

根据所述二阶锥规划问题，采用变信赖域序列二阶锥规划确定HGV的突防轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器突防轨迹优化方法，其特征在于，所述根据飞行器HGV的运动参数确定HGV的三维运动方程以及控制约束，具体包括：

利用公式确定HGV的三维运动方程；

利用公式确定控制约束；

其中，h为HGV的飞行高度，x_p和y_p分别为HGV在地面上的坐标位置，v为HGV的速度，θ和ψ分别为HGV的速度矢量的航迹角和航向角，α和σ为HGV的分别为迎角和倾侧角，L和D分别为HGV的升力和阻力，g是重力加速度，m为HGV质量，α_min和α_max分别为HGV的迎角的最小值和最大值，σ_max为HGV的航向角的最大值。

3.根据权利要求2所述的一种飞行器突防轨迹优化方法，其特征在于，所述根据目标区域、HGV的三维运动方程、控制约束以及HGV的预期航迹角和预期航向角构建HGV的突防轨迹优化问题，具体包括：

利用公式将HGV的三维运动方程进行转化；

HGV的突防轨迹优化问题为：

其中，J为目标函数，为控制量，x＝[h,x_p,y_p,v,θ,ψ,σ]^T为状态量，t为时间，x₀为初始状态量，t₀为初始时间，c_θ为常数，c_θ＞0，θ_ex和ψ_ex分别为预期航迹角和预期航向角，θ和ψ分别为航迹角和航向角，x_pf为x_p在终端时间t_f的值，y_pf为y_p在终端时间t_f的值。

4.根据权利要求3所述的一种飞行器突防轨迹优化方法，其特征在于，所述根据所述二阶锥规划问题，采用变信赖域序列二阶锥规划确定HGV的突防轨迹，具体包括：

根据HGV和两个拦截弹的初始位置确定HGV的期望航向角和期望航迹角；

设置k＝0；选择初始轨迹(x⁽⁰⁾,u⁽⁰⁾)并确定参数l₁和l₂；

在k+1次迭代中，根据上一次迭代的结果(x^(k),u^(k))确定二阶锥规划问题；

利用原对偶内点法求解二阶锥规划问题，确定解(x^(k+1),u^(k+1))；

利用公式判断是否满足迭代停止条件；

若满足，则确定最优解为(x^(k+1),u^(k+1))；

若不满足，则设置k＝k+1，并根据公式δ＝sgm(k)δ₀更新信赖域，并返回然后返回所述设置k＝0；选择初始轨迹(x⁽⁰⁾,u⁽⁰⁾)并确定参数l₁和l₂的步骤；

其中，式中是常量向量，δ₀为初始信赖域半径，δWie更新后的信赖域半径。